1. Качественные реакции на катионы.
1.1.1 Качественные реакции на катионы щелочных металлов (Li + , Na + , K + , Rb + , Cs + ).
Катионы щелочных металлов возможно провести только с сухими солями, т.к. практически все соли щелочных металлов растворимы. Обнаружить их можно при внесении небольшого количества соли в пламя горелки. Тот или иной катион окрашивает пламя в соответствующий цвет:
Li + — темно-розовый.
Na + — желтый.
K + — фиолетовый.
Rb + — красный.
Cs + — голубой.
Катионы так же можно обнаружить и с помощью химических реакций. При сливании раствора соли лития с фосфатами образуется нерастворимый в воде, но растворимый в конц. азотной кислоте, фосфат лития:
3Li + + PO4 3- = Li3PO4↓
Li3PO4 + 3HNO3 = 3LiNO3 + H3PO4
Катионы K + и Rb + можно выявить добавлением к растворам их солей кремнефтористой кислоты H2[SiF6] или ее солей — гексафторсиликатов:
2Me + + [SiF6] 2- = Me2[SiF6]↓ (Me = K, Rb)
Они же и Cs + осаждаются из растворов при добавлении перхлорат-анионов:
Качественные реакции на катионы и анионы. Практическая часть. 9 класс.
Me + + ClO4 — = MeClO4↓ (Me = K, Rb, Cs).
1.1.2 Качественные реакции на катионы щелочно-земельных металлов (Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ , Ra 2+ ).
Катионы щелочно-земельных металлов можно выявить двумя способами: в растворе и по окраске пламени. Кстати, к щелочно-земельным относятся кальций, стронций, барий и радий. Бериллий и магний нельзя отнести к этой группе, как это любят делать на просторах Интернета.
Окраска пламени:
Ca 2+ — кирпично-красный.
Sr 2+ — карминово-красный.
Ba 2+ — желтовато-зеленый.
Ra 2+ — темно-красный.
1.1.3. Качественные реакции на катионы свинца (II) Pb 2+ , серебра (I) Ag + , ртути (I) Hg2 + , ртути (II) Hg 2+ . Рассмотрим их на примере свинца и серебра.
Эта группу катионов объединяет одна общая особенность: они образуют нерастворимые хлориды. Но катионы свинца и серебра можно выявить и другими галогенидами.
Качественная реакция на катион свинца — образование хлорида свинца (осадок белого цвета), либо образование иодида свинца (осадок ярко желтого цвета):
Pb 2+ + 2I — = PbI2↓
Качественная реакция на катион серебра — образование белого творожистого осадка хлорида серебра, желтовато-белого осадка бромида серебра, образование желтого осадка иодида серебра:
Ag + + Cl — = AgCl↓
Ag + + Br — = AgBr↓
Ag + + I — = AgI↓
Как видно из выше изложенных реакций, галогениды серебра (кроме фторида) нерастворимы, а бромид и иодид даже имеют окраску. Но отличительная черта их не в этом. Данные соединения разлагаются под действием света на серебро и соответствующий галоген, что также помогает их идентифицировать. Поэтому часто емкости с этими солями испускают запахи. Также при добавлении к данным осадкам тиосульфата натрия происходит растворение:
AgHal + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + NaHal, (Hal = Cl, Br, I).
То же самое произойдет при добавлении жидкого аммиака или его конц. раствора. Растворяется только AgCl. AgBr и AgI в аммиаке практически нерастворимы:
Качественные реакции на катионы. 9 класс.
AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl
Существует также еще одна качественная реакция на катион серебра — образование оксида серебра черного цвета при добавлении щелочи:
2Ag + + 2OH — = Ag2O↓ + H2O
Это связано с тем, что гидроксид серебра при нормальных условиях не существует и сразу же распадается на оксид и воду.
1.1.4. Качественная реакция на катионы алюминия Al 3+ , хрома (III) Cr 3+ , цинка Zn 2+ , олова (II) Sn 2+ . Данные катионы объединены образованием нерастворимых оснований, легко переводимых в комплексные соединения. Групповой реагент — щелочь.
Al 3+ + 3OH — = Al(OH)3↓ + 3OH — = [Al(OH)6] 3-
Cr 3+ + 3OH — = Cr(OH)3↓ + 3OH — = [Cr(OH)6] 3-
Zn 2+ + 2OH — = Zn(OH)2↓ + 2OH- = [Zn(OH)4] 2-
Sn 2+ + 2OH- = Sn(OH)2↓ + 2OH — = [Sn(OH)4] 2-
Не стоит забывать, что основания катионов Al 3+ , Cr 3+ и Sn 2+ не переводятся в комплексное соединение гидратом аммиака. Этим пользуются, чтобы полностью осадить катионы. Zn 2+ при добавлении конц. раствора аммиака сначала образует Zn(OH)2, а при избытке аммиак способствует растворению осадка:
Zn(OH)2 + 4NH3 = [Zn(NH3)4](OH)2
Раствор, содержащий [Cr(OH)6] 3- , при добавлении хлорной или бромной воды в щелочной среде становится желтым из-за образования хромат-аниона CrO4 2- :
2[Cr(OH)6] 3- + 3Br2 + 4OH — = 2CrO4 2- + 6Br — + 8H2O
1.1.5. Качественная реакция на катионы железа (II) и (III) Fe 2+ , Fe 3+ . Данные катионы также образуют нерастворимые основания. Иону Fe 2+ отвечает гидроксид железа (II) Fe(OH)2 — осадок белого цвета. На воздухе сразу покрывается зеленым налетом, поэтому чистый Fe(OH)2 получают в атмосфере инертых газов либо азота N2.
Катиону Fe 3+ отвечает метагидроксид железа (III) FeO(OH) бурого цвета. Примечание: соединения состава Fe(OH)3 неизвестно (не получено). Но все же большинство придерживаются записи Fe(OH)3.
Качественная реакция на Fe 2+ :
Fe 2+ + 2OH — = Fe(OH)2↓
Fe(OH)2 будучи соединением двухвалентного железа на воздухе неустойчиво и постепенно переходит в гидроксид железа (III):
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
Качественная реакция на Fe 3+ :
Fe 3+ + 3OH — = Fe(OH)3↓
Еще одной качественной реакцией на Fe 3+ является взаимодействие с роданид-анионом SCN — , при этом образуется роданид железа (III) Fe(SCN)3, окрашивающий раствор в темно-красный цвет (эффект «крови»):
Fe 3+ + 3SCN — = Fe(SCN)3
Роданид железа (III) легко «разрушается» при добавлении фторидов щелочных металлов:
6NaF + Fe(SCN)3 = Na3[FeF6] + 3NaSCN
Раствор становится бесцветным.
Очень чувствительная реакция на Fe 3+ , помогает обнаружить даже очень незначительные следы данного катиона.
1.1.6. Качественная реакция на катион марганца (II) Mn 2+ . Данная реакция основана на жестком окислении марганца в кислой среде с изменением степени окисления с +2 до +7. При этом раствор окрашивается в темно-фиолетовый цвет из-за появления перманганат-аниона. Рассмотрим на примере нитрата марганца:
2Mn(NO3)2 + 5PbO2 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H2O
1.1.7. Качественная реакция на катионы меди (II) Cu 2+ , кобальта (II) Co 2+ и никеля (II) Ni 2+ . Особенность этих катионов в образовании с молекулами аммиака комплексных солей — аммиакатов:
Cu 2+ + 4NH3 = [Cu(NH3)4] 2+
Аммиакаты окрашивают растворы в яркие цвета. К примеру, аммиакат меди окрашивает раствор в ярко-синий цвет.
1.1.8. Качественные реакции на катион аммония NH4 + . Взаимодействие солей аммония со щелочами при кипячении:
NH4 + + OH — =t= NH3↑ + H2O
При поднесении влажная лакмусовая бумажка окрасится в синий цвет.
1.1.9. Качественная реакция на катион церия (III) Ce 3+ . Взаимодействие солей церия (III) с щелочным раствором пероксида водорода:
Ce 3+ + 3OH — = Ce(OH)3↓
2Ce(OH)3 + 3H2O2 = 2Ce(OH)3(OOH)↓ + 2H2O
Пероксогидроксид церия (IV) имеет красно-бурый цвет.
1.2.1. Качественная реакция на катион висмута (III) Bi 3+ . Образование ярко-желтого раствора тетраиодовисмутата (III) калия K[BiI4] при действии на раствор, содержащий Bi 3+ , избытком KI:
Bi(NO3)3 + 4KI = K[BiI4] + 3KNO3
Связано это с тем, что сначала образуется нерастворимый BiI3, который затем связывается с помощью I — в комплекс.
На этом я закончу описание выявления катионов. Теперь рассмотрим качественные реакции на некоторые анионы.
Источник: allrefrs.ru
Катионы I аналитической группы
4. Катион аммония можно обнаружить с помощью реактива .
Катионы II аналитической группы.
5. Катион серебра можно обнаружить:
а) раствором FeCl3
б) раствором нитрата натрия
в) реакцией «серебряного зеркала»
г) раствором сульфата меди
6. Допишите уравнение реакции:
7. Реактивом на Hg2 2+ является:
а) раствор хлорида железа (III)
б) раствор калия иодида
в) раствор нитрата натрия
г) раствор перманганата калия
8. Катион Pb 2+ образует с иодидом калия осадок:
Катионы III — IV аналитических групп.
9. Реактив на катион кальция:
а) гидрофосфат натрия
б) роданид аммония
в) оксалат аммония
10.Катион кальция окрашивает пламя в:
б) кирпично-красный цвет
в) фиолетовый цвет
11.Допишите уравнение, укажите эффект реакции:
группа катионов групповой реактив
1) 2 группа А NaOH
2) 3 группа Б NH3
3) 4 группа В HCl
13.Реактив на катион цинка:
а) красная кровяная соль
б) желтая кровяная соль
в) гидрофосфат натрия
г) оксалат аммония
14.При прокаливании соли алюминия с Co(NO3)2 образуется алюминат кобальта:
Катионы V — VI аналитических групп.
15.Реактив на катион Fe 2+
а) желтая кровяная соль
б) красная кровяная соль
в) спирт этиловый
г) роданид аммония
16.Реактив на катион магния:
а) желтая кровяная соль
б) красная кровяная соль
в) оксалат аммония
г) гидрофосфат натрия, раствор аммиака, хлорид аммония
17.Реактив на катион железа(III)
18.Реактив на катион Hg 2+
а) нитрат серебра
б) хлороводородная кислота
г) раствор формалина
19.Соли Cu 2+ окрашивают пламя в цвет:
Анионы I, II, III групп.
20.Групповой реактив I группы анионов:
21.Сульфат-ион обнаруживают по реакции:
а) раствором нитрата натрия
б) раствором нитрита натрия
в) раствором хлорамина
г) раствором хлорида бария
22.Реактив на карбонат ион по методике ГФ Х:
а) нитрат серебра
в) известковая вода
г) насыщенный раствор сульфата магния
23.Реактив на тиосульфат — ион:
а) нитрат серебра
в) оксалат аммония
г) хлорид железа(III)
24.Борат — ион можно обнаружить:
а) йодокрахмальной бумагой
б) куркумовой бумагой
в) раствором Несслера
г) жидкостью Фелинга
25.Борноэтиловый эфир окрашивает пламя в цвет:
26.Осадок иодида серебра:
б) желтого цвета
в) коричневого цвета
г) светло-желтого цвета
27.Бромид серебра растворяется в:
а) 10% растворе аммиака
б) 25% растворе аммиака
в) азотной кислоте
г) растворе гидроксида калия
28.Хлорид серебра с раствором аммиака образует комплекс:
г) все перечисленное верно
29.Окислитель в окислительно-восстановительной пробе на бромиды:
а) раствор нитрита натрия
б) раствор хлорида железа(III)
в) раствор перманганата калия
г) хлорамин с хлороводородной кислотой
30.Органический растворитель в окислительно-восстановительной пробе на бромиды:
31.Йод окрашивает хлороформ в:
б) оранжевый цвет
32.Групповой реактив на галогениды (Cl — ,Br — ,J — ):
а) раствор хлорида железа (III)
б) раствор перманганата калия
в) раствор нитрита натрия
г) раствор нитрата серебра
33.Нитрат — ион можно обнаружить:
а) серной кислотой разведенной
в) хлоридом железа(III)
г) хлоридом бария
II. Количественный анализ. Кислотно-основное титрование
34.Среда более кислая при рН, равном:
35.Среда более щелочная при рН, равном:
36.Фенолфталеин в щелочной среде изменяет свой цвет на:
г) малиновый (розовый)
37.Метиловый оранжевый в кислой среде:
38.Метиловый оранжевый в щелочной среде:
39.К кислотно-основным индикаторам относятся все, кроме:
б) метилового оранжевого
в) метилового красного
г) кислотного хрома темно-синего
лекарственных средств, кроме:
а) кислоты хлороводородной
б) натрия гидрокарбоната
в) натрия салицилата
г) натрия бромида
2) рабочие растворы метода алкалиметрии Б HCl,H2SO4
3) исходные вещества ацидиметрии В KOH,NaOH
42.Методом алкалиметрии можно определить:
Источник: megaobuchalka.ru
РЕАКЦИИ, ХАРАКТЕРНЫЕ НА НЕКОТОРЫЕ КАТИОНЫ
При проведении анализа химических соединений используют реакции, характерные на ионы, в частности на катионы. Рассмотрим некоторые из таких реакций.
- 1. Катион гидроксония Н30 + или Н + (упрощенно) — можно обнаружить по изменению цвета индикаторов: лакмус и метиловый оранжевый в присутствии этого катиона приобретают красный цвет.
- 2. Катион бария Ва 2+ — можно обнаружить реакцией при действии на соли, содержащие Ва 2+ , серной кислотой или растворами сульфатов по образованию белого кристаллического осадка, нера- створенного в кислотах:
- 3. Катион натрия Na + — можно обнаружить по окраске бесцветного пламени в желтый цвет (оно окрашивается в присутствии солей, содержащих натрий); есть и другие реакции на катион натрия.
- 4. Катион калия К + — определяют по изменению окраски бесцветного пламени в фиолетовый цвет (оно окрашивается в присутствии солей, содержащих калий; обнаруживают, рассматривая пламя через синее стекло); есть и другие реакции на катион калия.
5. Катион кальция Са 2+ — можно обнаружить или по окрашиванию бесцветного пламени в карминово-красный цвет или по образованию белого осадка оксалата кальция, нерастворимого в уксусной кислоте при действии на растворенную соль кальция оксалатом аммония:
есть и другие характерные реакции на катион кальция.
6. Катион аммония NH4 — можно определить реакцией взаимодействия солей аммония с щелочами при нагревании: образуется аммиак, который определяют или по запаху, или по посинению влажной красной лакмусовой бумажки:
7. Катион железа Fe 2+ — определяют реакцией между раствором соли двухвалентного железа с красной кровяной солью, в результате которой образуется осадок турнбулевой сини (синий цвет):
- 8. Катион железа Fe 3+ — можно определить:
- 8.1. По реакции взаимодействия раствора соли трехвалентного с желтой кровяной солью, в результате которой образуется осадок берлинской лазури (синий цвет):
8.2. Реакцией между солью железа(Ш) и роданидом аммония (калия) образуется роданид железа(Ш) кроваво-красного цвета (реакция обратима):
9. Катион алюминия А1 3+ — можно обнаружить при взаимодействии растворов его солей с избытком щелочи: сначала образуется аморфный бесцветный осадок, который растворяется в избытке щелочи (эта реакция применима только тогда, когда есть уверенность, что это соль алюминия среди нескольких солей):
Более точно установить наличие ионов алюминия можно реакцией солей алюминия с ализарином: наблюдается образование комплексного соединения красного цвета, нерастворимого в уксусной кислоте.
10. Катион хрома Сг 3+ — определяют реакцией взаимодействия растворов солей трехвалентного хрома с избытком щелочи, при этом сначала получается осадок серо-зеленого цвета, который растворяется в избытке щелочи с образованием раствора ярко-зеленого цвета:
11. Катион меди Си 2+ — можно установить за счет взаимодействия соли двухвалентной меди с избытком гидроксида аммония: образуется раствор ярко-синего цвета:
12. Катион серебра Ag + — можно обнаружить при взаимодействии его соли с соляной кислотой или растворами хлоридов с образованием белого творожистого осадка, нерастворимого в кислотах:
- ? Задания для самостоятельной работы
- 1. Докажите, что в состав хлорида натрия входят ионы натрия.
- 2. Установите, в какой из склянок находится соль аммония, кальция и алюминия, если вам даны соответствующие реактивы (опишите ход определения и уравнения соответствующих реакций).
- 3. Поясните, как отличить соль двухвалентного железа от соли трехвалентного железа опытным путем.
Источник: studme.org